先日は、
■ Blender 3.2がリリース 【 Blender 】
の中でBlender 3.2がリリースされたことについて書きました。
■ Blender 3.2
今回のバージョンアップでは、ペイントバックの機能が追加されたので四角形ポリゴンのモデルに対してバーテックスペイントをSculptで行えるようになったので、Sculptだけで色彩のコントロールまで行えるようになっています。
そこで、今回は、Sculptと質感の指定などについて書こうかなと思います。
S culptモデリング
モデリングを行う場合、ポリゴンを使いますが、これについては、
の記事にて一通りの流れについては書いていますが、形状を作る際に面を追加して頂点座標の変化で形を作って行く事になりあm巣。この時の作業が、座標の移動で行う事になります。
Sculptモデリングも頂点座標の移動で形状を作る部分は同じですが、ブラシを使って直感的に作業が出来る仕様になっています。
■ Sculptingとは
Sculptiモデリングは、Sculptingと同じなので、彫刻を意味しているのですが、この中には粘土細工も含まれます。
Sculptモデリングは、デジタルで粘土細工のように慶応を作れる仕様の物になります。粘土と言うと、現在は 【 保育粘土 】 なども出ていて、扱いやすく柔らかい製品が出ていますから、学童用の粘土と言っても世代によってイメージする物が違っていたりします。世代によってはこれに触れたことがない人も居るかもしれませんし、小学校の粘土の色って何色でしたか？と聞かれた時に、世代によって緑色と水色に分かれると思います。なので、世代によってはCECのポピーと言う緑色っぽい粘土になります。ほいく粘土もCECの製品なんですがこちらは白色ですが、油粘土特有のにおいがあります。
小学校で使用されているようなのは、水色のものになりますが、デビカの油粘土（青）が現在では馴染みのある粘土かもしれません。CECの製品は固めなので形が安定しやすいのですが、デビカの粘土は軟辛く滑らかに面を加工できるので、う少し特性が異なる製品になります。CECの製品は冬場だと温めないと大変ですが、夏場は温まっているので柔らかくなっているので加工しやすかったりします。
これとは別に形を作って維持する為に使用するのが、紙粘土などになりますが、この材料を見てみると、
■ 紙
■ のり
■ クエン酸
■ 重曹
を用意すると作れるようです。粘土の場合、造形の練習をする場合だと、固形化しない油粘土を使って、形を作る練習をして、その後、紙粘土や樹脂粘度などのような物で形を作ると意図した形に仕上げることが出来るようになりますが、粘土を使う場合も巣越す始皇帝が違ってきます。その為、先に油粘土で形状を作れる物に触れて、どう言った特性があるのかを体験して、後のカリキュラムで、実際に立体的な物を作るという流れのカリキュラムで理解を深めるような流れになっています。
■ 粘土細工
油粘土の場合、そのまま形を作る事になるので、
のように粘土の台を用意して、
のように粘土を取り出して形を変形して造形して一事になりますから、元の形に粘土を足したり引いたりしながら
の様な感じで形を変えて行く事が出来ます。この時にも、形状の集合演算を行って形を取野と得て行く事になりますが、盛り上げる場所には粘土を追加して滑らかにするので、加算処理を行い、窪ませるところは穴をあけるので粘土を除去して穴を作って滑らかにします。その為、この処理は減算処理になりますが、一つの集合に対して別の集合（この場合の集合は体積になります。）を追加したり、もしくは、一つの集合から特定の集合を減算するなどして状態の変化を作る事になりますが、この処理を繰り返して意図した状態を作るのが粘土細工になります。この時に面が荒れるので滑らかにしていますが、自然現象なのでごく当たり前絵のように粘土の形状を変えていますが、粘土のような柔らかい物だと全く違う座標の集合が曲面の収束するという面白い現象が発生します。流石に、これは、高校の数学では登場しませんが、この変化も数学の中で処理できるようになっており、形状は特定の特性から球体やトーラスに収束するようなことが証明されているのですが、これを扱う分野をトポロジーと言います。3DCGでモデリングをする際にも曲面補間をトポロジーと言いますし、逆に、Sculptモデリングで作ったハイポリモデルをローポリモデルにする時に行う面を張っていく作業の事をリトポロジーと言いますが、トポロジーも特定の形状は球体に収束する特性がある（もしくはトーラスに首足する）という特性を使った物になります。
粘土の場合だと硬い素材のようにユークリッド空間上の座標制御だけで出来る物ではなく、曲線補間を形状のへかで行っているので少し異なる仕様の物になります。
義務教育でも版画が存在しますが、これは彫刻の分野を二次元で行い、用紙に刷り込むことで再現する物になっていますが、この時の版の製造は、【 白抜きでディテールを出す 】 という考え方なので、美術の考え方だと、黒板に白いチョークで描いた時の黒と白の対比で絵を描く方法や、黒い画用紙に白いマーカーで描いて質感を出す考え方に似ています。この城の部分をマーカーではなく彫刻刀で掘って行く事で白を追加する事になりますが、学校で行うのは、一色刷りのはずなので、二値の表現で考えることになりますから、漫画と同じ印刷物の扱いと同じ考え方になります。その為、黒の使い方や中間色の表現方法は同じ事尾すれば同じように再現できるのですが、提出機関が存在するので、その間に彫り込んですることが出来そうな版の構造を考えて、下絵を描いて掘って行く事になります。その為、この作業は木材と言う集合からディテールを再現する部分を除去する処理になりますが、一刀彫や木彫りの場合も集合演算だと絵減算処理をしているので、引き算によって形を作る作業になります。この時の曲面考え方ですが、粘土のように変形させるのではなく、多角形の頂点数を増やすように加工するので、曲線の外側の他角形を掘って行って、徐々に曲線に近づけていくような流れになります。その為、三次元的な局面は、最初に二次元的な曲線の柱を作って、そこから、視点を変えた時の軸で見た時の曲線的な変化を平面で行った時のように行う事で曲面化をする事が出来ます。これが、木彫りのような減算処理でしか形を作れない物での曲面の生成方法になります。模型の場合だと、パテによる加算と加工時の減算で形を作る事ができますが、木工も一刀彫りではなく、ガレージキットのようにパーツ分けをして組み上げていくような作り方にした場合には、加減算を組み合わせた加工を行う事が出来ます。
油粘土のように粘土だけで完結するような作業だと、骨組み入りませんが、造形をする場合には、全てが粘土だと強度がないので、骨組みを作ってから肉付けをして、その外周を粘土でまとうような方法を用います。粘土の種類にもよりますが、針金のように骨格がしっかりできるような物を用意して形を作って、その周辺に新聞紙やアルミホイルなどで肉付けをして、外周を粘土でコーティングするように肉付けをしてディテールを付けて行くような流れになります。これが、粘土を使ってオブジェを作る時の方法になりますが、安定してポーズを維持させようと思うと粘土だけだと安定しないのでこう言った作り方をします。
のような形状を作って
のような形で骨組みを作り、そこに
の様な感じで肉付けをする事になりますが、軽量で重量がない物ん場合だと、
のような構造を作って
のように加工していく方法もあります。構造物を作る場合、内部に物体の強度が出るような構造にしておく必要がありますが、樹脂で作る場合だと、内部構造を軽量に作って表層の加工で形状を作る場合もありますが、形状や材質によって造形物の作り方も少し変わってきます。
ちなみに、中学校の美術での絵や版画や立体作品については、光村図書のホームページに中学生の作品が掲載されているので、どう言った物が学校で作られているのか？を知る事ができます。
■ 自分を見つめてあらわす 【 光村図書 】
https://www.mitsumura-tosho.co.jp/
kyokasho/c_bijutsu/artby/jibun/inde
結構凄い作品が並んでいますが、カリキュラムの内容としては立体を作ったり、絵を描いたり、版画などもありますが、こう言ったカリキュラムも用意されています。
形状を作る場合、【 微釣り的に無理な姿勢の場合、骨組みで支える必要がある 】 ので、構造物の制作前のイメージの段階で、実際に配置した時にどうなるのかを考えることになりますが、この時に不安定になる物だと、安定させるような骨格や破損しない構造にするにはどう作ればいいのか？を考えることになります。こうした不安定な構造の場合、粘土だけだと強度がないので骨組みを作る事になります。
これが、実際に粘土を使った場合の事例になりますが、この時の
■ 形状の生成
■ ディテールの調整
などについては、粘土だけでなく、木工でも同じなので、造形をする際には共通しているのですが、デジタルで行う場合にも同様の事を考えながら作業をする事になります。
３DCGのScluptモデリングも粘土細工のように形状を作れる仕様になっているので、基本的な考え方は同じです。
■ 通常のSculptモデリング
この場合、最初に細分化を行う必要があるので、マルチレゾリューションでポリゴン数を増やしておく必要があります。
Sculptモデリングは、頂点のコントロールをブラシで行う事で形状を加工する事が出来るのですが、ブラシの形状で頂点に隣接した場所に影響を与えて曲線的に影響を与えたり、エッジを立てたり面を滑らかにする事もできます。
通常のSculptは、頂点の座標の変化をさせるだけなので、立方体の場合、
のような頂点座標の移動しか出来ません。その為、通常のSculptでは、頂点数を増やす必要があるので、
のようにモディファーヤーから 【 マルチレゾリューション 】 を適応して形状を作る事になります。マルチレゾリューションを適応するとプロパティが表示されるので、ここで細分化をしていくとモデルの頂点数が増え丸まっていきます。
この状態で、
のように頂点を増やす事が出来ますが、粗い場合には、さらに細分化をする事になります。2.8からオブジェクトを回す時には
のようにリトポロジーが行われたローポリゴンモデルの状態で視点の変更が出来るので、加工をすると期の視点変更時にも警戒に動作するようになっています。通常のSculptはあくまでも頂点座標の移動をしているだけなので、メッシュの座標を遠ざけると
のように頂点を大きく移動させた場所の周辺はメッシュの状態が荒くなります。
この状態を修正する場合には、細分化をする事になります。基本的な作業が細分化と頂点座標の移動になるので、通常のSculptモデリングを行うと四角形のポリゴンのモデルの状態が維持される反面、ポリゴン数が肥大化する傾向があります。
形状を作る場合、
のように凹凸を付けて行く事になりますが、頂点数以上岡公は出来ませんから、ポリゴン数が少ないと画像のように加工できる範囲がある程度決まってしまいます。その為、細かなディテールを入れる場合には、細分化をする事になります。
Sculptモデリングの場合、有機的な形状を作りやすくその作業を直感的に行えるという利点がありますが、
のように通常のモデリングだと作るのが大変な形状もSculptだと直感的に作る事ができます。
■ パーツを分けて形状を作る
Sculptはオブジェクトを選択して加工する事が出来るのでパーツを分けて作業をすると、総ポリゴン数が増えてしまうような条件でも作業時には別のパーツを非表示にして作業が出来るので、ポリゴン数を抑えた状態で作業を行う事が出来ます。
のようにオブジェクトを作り、対象でXミラーを適応し
のように加工する事ができますが、ぺつのパーツを選択して加工をすると
の様な感じにできますが、この状態でパーツのサイズを合わせて
のようにしてバランスを取って
のように加工していきます。これを個別に行う事になりますが、加工の仕方を間違うと
のように犯した形でメッシュが破綻するので注意が必要です。s顔の部分は分割数を増やす事になりますが、
通常のモデリングの場合、球体から作っていくと大変なので、最初にある程度形状を作っておピ手から作業をしたほうが作りやすい気がします。特に突出した物だとパーツ単位で分けたり、形状自体をモデリングで作って置いてから
ダ イナミックトポロジー
通常のSculptでは、細分化をしてから頂点の残表を変更する仕様になっていますが、Sculptでは、自動細分化を行いながら形状を加工できる 【 ダイナミックトポロジー 】 がああります。Blenderでは、【 Dyntopo 】 を選択すると三角形ポリゴンに自動変換して細分化しながらディテールを追加できるようになっています。
その為、通常のSculptだとトポロジーをしても
のように先端のポリゴン数が荒くなりますが、Dyntopoを使用した場合、
のように自動分割が行われます。また、縮小をすると大きなディテールを粗いポリゴンでディテールを追加できるようになっていますが、縮小表示でディテールを追加すると、Dyntopoの場合、
のように形状その物を変形できます。この時にしっかりとポリゴン数も増えるのですが、細分化した場所を縮小表示をして形状を変更すると、ローポリゴンの状態でディテールが変更されるので、事前にローポリゴンで形状を作っておいて、その後、拡大表示をしてディテールを追加していくと、ディテールが消えてなくなってしまう事を回避できます。拡大をすると、
の世にディテールを追加して行く事が出来ます。その為、
のような形状も粘土細工をするように形状を作る事ができます。
モデルを見ると、通常のSculptとは異なり、
のように加工した場所がハイポリゴンになっていますが、加工をしていない場所は新いポリゴンのままになっています。
レンダービューで表示してみると、
の様な感じになります。Dyntopoもパーツ単位でオブジェクトを分けておいて、個別に加工して行く事が出来るのですが、Sculptの場合、木工と同じで最初にアタリを作った形状を作っておくとその部分のディテールを盛り上げる必要がないので、粘土細工をする際にある程度の凹凸を骨組みの段階で作るのと同じように加工前のポリゴンメッシュを加工する形状のアタリとなるような大まかな形状にしてから作業を始めると調整がしやすくなります。
バ ーテックスペイント
Sculptモデリングは頂点数が増えるので、UV展開をしてテクスチャを当てるのが少し大変だったりします。その為、バーテックスペイントで対応できる場合だとそれを使う事もあります。バーテックスペイントですが、
のように頂点ペイントに切り替えて作業をする事になりますが、モードを切り替えると、
のような画面になり、画像のように頂点に色を乗せることができますが、頂点間を埋めて行くと、
のように面を塗る事ができます。マテリアルの指定はノードでカラーを指定する事で行るので、マテリアルのワークスペースに切り替えて
のような画面に切り替わった後に、ノードの部分にカーソルを合わせて、【 SHIFT 】 ＋ 【 A 】 でメニューを出すと
のようになりますから、ここで、
【 入力 】 → 【 属性 】 → 【 色 】
を選択すると、
のようにノードが追加されますから、これを、
のようにプリシプルBSDFのベースカラーに繋ぐと
のようにレンダービューでも反映されるようになり、実際にレンダリングしてみると
■ Cycles
■ ビューポートレンダリング
のように出力結果に反映されます。
■ カラー属性
3.2から、この頂点カラーは 【 カラー属性 】 と言う扱いになったのですが、ジオメトリー喉でも管理できるようになりました、ジオメトリノードはオブジェクトのコントロール全般をノードで行う仕様お物になりますが、頂点カラーの制御もできるようになりました。先程の指定の中で、古いバージョンだと、頂点カラーが出てくる場所に頂点カラーが存在しなかったわけですが、現在のバージョンでは、カラー属性の追加で頂点カラーを指定するので、ノードの場所も属性の中のカラーを指定する仕様になっています。
タブを選択してジオメトリノードのワークスペースを開くと、
のようになっていますが、ジオメトリノードでは、
のように現在の状態をそのまま出力するような構造になっています。これが基本形なので、オブジェクトがそのまま出力されているので表示出来て理う状態になります。その為、ここに機能を追加する事で、マテリアルのノードやコンポジットノードのように状態の変化を入れることができます。
まず、カラーのノードですが、
のように
【 属性 】 → 【 名前付き属性格納 】
を選択します。すると、
のように状態の変化をするノードを追加できます。このノードがどのジオメトリに対して生成されているのかを指定する必要があるので、対象のオブジェクトを選択後に先程のノードの間にこれを配置する事になりますが、この時の値が頂点で指定したカラーを適応する場所になります。
その後、変化をコントロールするので、
のように
【 カラー 】 → 【 RGBカーブ 】
を選択すると、トーンカーブが追加されるので状態をコンロロールできるようになります。これを先程のノードの値に追加して
のようにすると変化が追加できますが、入力した対象物がないと状態の指定が出来ませんから、
のように
【 入力 】 → 【 名前付き属性格納 】
のようにして、ノードの始点となる部分を設定します。つまり、先程のノードは、入力で指定したノードに対する処理の結果になりますから、このノードを追加する事で、名前好き属性に対して、先程の変化を追加する事ができます。
こうすることで変化を与えるノードの入力を名前付き属性を頂点カラーの情報を得るというノードの構成が出来たので、これを、ジオメトリの表示をしている状態に追加すると、
のようなノードの構成になります。これを見てもらうと、
■ 頂点カラーの適応をするノードを追加する
■ 頂点カラーの入力をするノードを繋ぐ
■ 入力した物の変化を与える
と言う構造で 【 処理を行うノードの形 】 を作る事が出来るのですが、ジオメトリノード自体は、
のように
【 グループ入力 】 → 【 グループ出力 】
と言う 【 通常の表示をする時の最小構成 】 に対して 【 変化を与える為の機能 】 を追加する事になりますが、それが、ノードの構成になります。
今回は、カラー属性（頂点カラー）なので、
のような構造になりますが、これを、ジオメトリの入力に対して追加して、出力をする事になるので、
のような構造になっています。基本的な考え方は、
に対して、どんな変化を入れるのか？なので、ノードの機能について学習すると、ジオメトリノードも理解しやすくなると思いますが、ノードは
【 周出力の間に変化を入れる物 】
なので、従来だおtプログラマベルで行う物をノードで直感的に配置して処理をする構造の物になります。
ペ イントバック
Sculptモデリングを行うと頂点数が増えるので、バーテックスペイントでも色彩の再現が出来る場合もありますが、3.2から、頂点ペイントの機能が拡張されて、Sculptのワークスペース内で作成したモデルに対して着色できるようになりました。
これが、ペイントバックの機能になります。ペイントバックについては、
■ Blender 3.2がリリース 【 Blender 】
の中で触れていますが、ペイントバックの対象となるのは、
【 四角形のポリゴンの頂点のみ 】
ですから、Dyntopo（ダイナミックトポロジー）を適応したモデルの場合、四角形ポリゴンに変換しないと塗る事が出来ません。
この時に、頂点間の処理を、影響を与えてグラデーションがかかる指定と、頂点までで色を止める指定が出来るので、境界線をしっかりと作れる指定もあるので、2つの頂点間は減衰した色同士が出来るのでグラデーションが発生します。この特性がバーテックスペイントを行った時の色の変化になります。
現在のバージョンでは、Sculptモデリング中に
があるので、ブラシを使って、
のように描くこともできます。テテクスチャではなく頂点に色を乗せているので、頂点数が少ないとこんな感じになりますが、頂点数を増やすと、
のように描き込めるようなります。スミアブラシは伸ばす事が出来るので、
のように描いた部分を
のように色を混ぜながら伸ばす事が出来るので、強さとブラシ財図を変えて使用すると、色を馴染ませながら描くことも出来ます。この作業で描いた頂点もマテリアルにカラーの情報を指定しておけば、
のように反映されます。頂点カラーはSculptのように頂点数が増えるモデルを塗る際に使用できますが、
のモデルで
のように39万ポリゴン強い程度ありますが、このモデルの頭部だけでも
のように頂点が密集しています。このモデルは、マルチレゾリューションを使っているのですが、ダイナミックトポロジーと同様に確定した四角形ポリゴンでなければ、頂点カラーでのペイントが使用できないので、
のようにエラーが出ます、シーンをフルコピーしてマルチレゾリューションを確定させて頂点カラーで着色すると、
のようにまテリアルで指定したBSDFに対して頂点カラーを色の情報として適応できます。これがマテリアルビューでの表示になりますが、レンダービューでEeveeでレンダリングを行うと、
の様な感じになります。CyclesでのGPUレンダリングですが、この状態でも環境が弱いと
のようにエラーが出ます。2.9の時はBlender自体が落ちるような仕様だったのですが、現在のバージョンでは、エラーメッセージがビューポートの左上に表示されるだけで、エラー後にBlenderごと落ちるようなことはなくなりました。
EeveeとCyclesではレンダリング結果が異なる（そもそも計算方法自体が違う）ので、映像や画像として出力するのに使用するレンダーで状態を確認して作業をする事になりますが、Cyclesでレンダリングをすると、同じシーンでも
のような状態になります。その為、質感の作り方も少し違ってくるので、使用するレンダーでレンダービューにした状態で状態の確認をしながら質感を調整して行く事になります。